Влияние скорости нагрева на Прочность кокса из кускового торфа и торфяных топливо плавильных материалов Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

ИЗВЕСТИЯ

ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА

Том 163 1970

ВЛИЯНИЕ СКОРОСТИ НАГРЕВА НА ПРОЧНОСТЬ КОКСА ИЗ КУСКОВОГО ТОРФА И ТОРФЯНЫХ ТОПЛИВО ПЛАВИЛЬНЫХ

МАТЕРИАЛОВ

С. И. СМОЛЬЯНИНОВ, Г. Г. КРИНИЦЫН

(Рекомендована научно-методическим семинаром химико-технологического факультета)

Шнековый формователь, применяемый в производстве кускового торфа, развивает давление 2—5 кГ¡см1. После сушки-формовки ее прочность не достигает высших значений вследствие нарушения структуры куска торфа большим количеством газовых включений и не является достаточной для использования в качестве доменного горючего.

Заметное влияние на прочность кокса из кускового торфа оказывает также режим коксования топлива и прежде всего скорость нагрева.

Если влияние давления формования и скорость нагрева для кускового торфа изучены более или менее полно, то для топливо-плавильных материалов на основе машиноформованного торфа необходимо проведение специальных исследований на влияние ранее указанных факторов.

Для приготовления топливо-плавильных материалов был взят торф Таганского месторождения Томской области (качественные показатели приведены в табл. 1) и Бакчарская железная руда с содержанием железа 41-%.

Композиция топливо-плавильных материалов рассчитана, исходя из соотношения между железом и нелетучим углеродом топлива, равным 1:1.

Торф с рабочей влажностью перерабатывался трижды на мясорубке и тщательно перемешивался с расчетным количеством железной руды. Из полученной массы приготовлялись образцы при различном давлении формования. Для сравнения в тех же самых условиях были приготовлены образцы из чистого торфа.

Все образцы сушились в естественных условиях. Вес образцов и геометрические размеры контролировались ежедневно. Отношение веса формовки до сушки к весу формовки после сушки у торфяных формовок и формовок ТПМ при давлениях формования 20, 15, 10, 5, 2, кГ/см2 соответственно равны 3,2; 2,9; 2,9; 3,3. А у ТПМ эти отношения равны 2,75; 2,5; 2,45; 2,4; 2,3.

Из этого следует, что формовки топливо-плавильного материала

91

Таблица 1 Характеристика торфа Таганского месторождения

Технический анализ Элементарный анализ

WP V Ас Сг нг Hr Sr

84 68,4 8,7 59,27 6,1 2,74 0,10

при формировании теряют влагу прямо пропорционально давлению формования, чего не замечено для формовок из чистого торфа.

После достижения образцами воздушно-сухого состояния они подвергались испытанию на сопротивление раздавливанию и истираемость. Результаты испытаний приведены в табл. 2.

Таблица 2

Прочность воздушно-сухих формовок

Прочность

Давление фор- торф топливо-плавильный материал

мования, кГ\см2 сопротивление раздавливанию, к Г/см2 истираемость, % сопротивление раздавливанию, кГ\см% истираемость, %

2 272 2 190 4

5 183 7 137 2,8

10 200 1,41 183 1,74

15 1000 1,5 158 2,8

20 390 1,87 173 2

По данным табл. 2 максимальная прочность достигнута при максимальном давлении формования. ТПМ при их испытаниях не дали четкой зависимости.

При исследовании образцов, прогретых со скоростью нагрева 3—4° мин., получены данные, сведенные в табл. 2.

Данные табл. 3 показывают, что при скорости нагрева 3—4° мин, не просматривается четкой зависимости между давлением формования и прочностью полученного кокса.

Таблица 3

Прочность формовок после прогрева до 850°С со скоростью 3—4°/мин

Прочность

Давление формования, к Г ¡см2 сопротивление раздавливанию, к Г [см- истираемость, 96 сопротивление раздавливанию, кГ/см? истираемость, 96

2 37,8 29,8 16,5 33,3

5 77 14,9 19,6 25,3

10 17,2 7 19,6 25,3

15 45,2 11,2 23,5 25,3

20 42 13,7 18,5 20,34

При скорости нагрева, равной 6° мин., сопротивление раздавливанию и истираемость, за исключением образца с давлением формования, равным 10 кг/см2, примерно одинаковы, у ТПМ же сопротивление раздавливанию и истираемость достигают лучших значений при максимальном давлении формования. Причем при скорости нагрева 6°/мин. среднее значение прочности ниже, чем при скорости нагрева 3—4°!мин. (табл. 4).

Если же скорость нагрева равна 10%имн., то при отсутствии зависимости между давлением формования и прочностью кокса наблюдается уменьшение прочности последнего по сравнению с предыдущими опытами, т. е. при скоростях нагрева 3—4°/мин.

Таким образом, при разработке технологии ТПМ замена шнекового формователя стилочной машины на более мощный прессующий орган не является необходимой. При соответствующей степени переработки торфа торфо-рудная формовка будет достаточно прочной и при низких давлениях формования.

Таблица 4

Прочность формовок после нагрева до 850°С со скоростью 6°/мин

Прочность

Давление формования, кГ\см2 Сопротивление раздавливанию Истираемость, % Сопротивление раздавливанию Истираемость, %

2 44 15,5 24 3,5

5 26,7 13 8,85 10,9

10 27 13 8,85 10,9

15 41,2 17,8 31 14,7

20 44,3 21,8 32,6 14,5

Таблица 5

Прочность формовок после прогрева до 850°С

Прочность

Давление формования, кГ\см 2 Сопротивление раздавливанию Истираемость, % Сопротивление раздавливанию Истираемость, %

2 33,3 20,4 31 18,5

5 44 23,5 31 30,6

10 81 8,35 100,3 17

15 66 10,55 58,8 21,9

20,75 75 23,4 78,8 20,4